DE10219360A1

DE10219360A1 - Performance standardization in wifi receivers

Info

Publication number: DE10219360A1
Application number: DE10219360A
Authority: DE
Inventors: Frank Poegel; Karsten Matt; Dirk Haentzschel
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: US20030202495A1; US7245588B2; DE10219360B4

Abstract

Ein WLAN-Empfänger (WLAN: Wireless Local Area Network, schnurloses lokales Netz) wird bereitgestellt, der eine Leistungsnormierungseinrichtung aufweist, die ein Eingangssignal mit einer Signalleistung innerhalb eines gegebenen Leistungsbereichs empfängt. Die Leistungsnormierungseinrichtung gibt ein Signal aus, das aus dem Eingangssignal durch Anwenden einer von wenigstens zwei verschiedenen Leistungsnormierungsfunktionen auf das Eingangssignal erlangt worden ist. Die Leistungsnormierungseinrichtung umfasst eine Leistungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Signalleistung und eine Funktionsauswahleinrichtung zum Bestimmen eines von wenigstens zwei Unterbereichen des Leistungsbereichs. Der bestimmte Unterbereich schließt die Signalleistung ein. Die Funktionsauswahleinrichtung ist weiterhin eingerichtet zum Auswählen einer der Leistungsnormierungsfunktionen abhängig von dem bestimmten Unterbereich. Durch Unterteilen des Leistungsbereichs und Anwenden von Leistungsnormierungsfunktionen abhängig von dem jeweiligen Unterbereich kann eine vereinfachte Schaltung verwendet werden, indem die Berechnung der reziproken Quadratwurzelfunktion vermieden wird.A wireless local area network (WLAN) receiver is provided, which has a power standardization device that receives an input signal with a signal power within a given power range. The power normalizer outputs a signal obtained from the input signal by applying one of at least two different power normalization functions to the input signal. The power normalization device comprises a power determination device for determining the signal power and a function selection device for determining one of at least two sub-areas of the power range. The particular subrange includes signal power. The function selector is further configured to select one of the performance normalization functions depending on the particular subrange. By dividing the power range and applying power normalization functions depending on the respective sub-range, a simplified circuit can be used by avoiding the calculation of the reciprocal square root function.

Description

1. Field of the Invention

Die Erfindung betrifft allgemein WLAN-Empfänger (WLAN: Wireless Local Area Network, schnurloses lokales Netz) und entsprechende Verfahren und insbesondere Techniken zum Steuern des Signalleistungsteils in solchen Empfängern. The invention relates generally to WLAN receivers (WLAN: Wireless Local Area Network, wireless local area network) and corresponding procedures and in particular techniques for controlling the signal power part in such Receivers.

2. Description of the prior art

Ein WLAN-System ist ein flexibles Datenkommunikationssystem, das es einem mobilen Gerät eines entfernten Benutzers gestattet, eine Verbindung zu einem Zugriffspunkt (Accesspoint) des Netzwerks (des schnurgebundenen LANs) aufzubauen, ohne dass für das mobile Gerät das Erfordernis besteht, mit dem Netzwerk physikalisch verbunden zu sein. Ferner ermöglicht es ein WLAN-System dem mobilen Gerät eines entfernten Benutzers, eine Verbindung zu einem weiteren entfernten Benutzergerät aufzubauen. Somit sorgt das mobile Gerät in einem WLAN-System für schnurlose Mobilität und erzielt zusätzlich die gewöhnliche Funktionalität eines schnurgebundenen Datentransfers sowie eine Anwendung und einen Datenzugriff über das Netzwerk. A WLAN system is a flexible data communication system that it allows a remote user's mobile device to connect to an access point of the network (the corded LANs) without the need for the mobile device to be physically connected to the network. It also enables WLAN system to a remote user's mobile device, a Connect to another remote user device. Consequently the mobile device in a WLAN system ensures cordless mobility and additionally achieves the usual functionality of a corded Data transfers as well as an application and data access via the Network.

Wie in Fig. 1 verdeutlicht, stellt ein WLAN-System eine Verbindung für mobile Geräte 140, 150 bereit, auf die auch als (mobile) Stationen Bezug genommen wird. Wie durch Pfeile angedeutet, können die mobilen Geräte 140, 150 mit einem Zugriffspunkt 130 kommunizieren, der mit einem schnurgebundenen Netzwerk 100 verbunden ist. Ferner können die mobilen Geräte 140, 150 sich auch untereinander verbinden. Somit kann ein Datentransfer zwischen einem der mobilen Stationen 140, 150 und einem der schnurgebundenen Geräte 110, 120 über den Zugriffspunkt 130 oder eine andere der mobilen Stationen 140, 150 aufgebaut werden. As illustrated in FIG. 1, a WLAN system provides a connection for mobile devices 140 , 150 , which are also referred to as (mobile) stations. As indicated by arrows, the mobile devices 140 , 150 can communicate with an access point 130 that is connected to a wired network 100 . Furthermore, the mobile devices 140 , 150 can also connect to one another. A data transfer between one of the mobile stations 140 , 150 and one of the corded devices 110 , 120 via the access point 130 or another of the mobile stations 140 , 150 can thus be established.

Gegenwärtig werden Radiofrequenz-(RF-) und Infrarot-(IR-)Sendetechniken in schnurlosen LANs am häufigsten verwendet. Die Industriespezifikation IEEE 802.11 stellt einen Standard für schnurlose LAN-Systeme und -Produkte bereit und beschreibt DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum, Direktsequenz-Spreizspektrum) als eine mögliche Modulationstechnik für RF- Signale. Insbesondere bei der Verwendung der DSSS-Modulation, aber auch bei der Verwendung anderer Modulationstechniken, erfordert ein WLAN-Gerät intern einen stabilen Signalpegel für die korrekte Auswertung eines empfangenen Signals. Daher muss eine Änderung in der Qualität des empfangenen Signals vor der weiteren Auswertung des Signals kompensiert werden. Zu diesem Zweck werden AGC-Einrichtungen (AGC: Automatic Gain Control, automatische Gainsteuerung) bereitgestellt. Radio frequency (RF) and infrared (IR) transmission technologies are currently most commonly used in wireless LANs. The IEEE 802.11 industry specification provides a standard for wireless LAN systems and products and describes DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) as a possible modulation technique for RF signals. Particularly when using DSSS modulation, but also when using other modulation techniques, a WLAN device internally requires a stable signal level for the correct evaluation of a received signal. A change in the quality of the received signal must therefore be compensated for before the signal is further evaluated. For this purpose, AGC facilities (AGC: Automatic Gain Control) are provided.

Häufig sind AGC-Einrichtungen analoge Schaltkreise, die ein analoges Signal empfangen und ein Gainsteuersignal für einen Verstärker mit variablem Gain (Verstärkungsfaktor) erzeugen, um das Signal zu verstärken. Ein Beispiel eines WLAN-Empfängers mit einer analogen AGC-Einrichtung 210 ist in Fig. 2 gezeigt, wo ein Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) 220 und eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung (DSP) 230 hinter der AGC-Einrichtung 210 angeordnet sind. Jedoch erfordern herkömmliche analoge AGC-Einrichtungen typischerweise eine komplexe Struktur der Untereinheiten, um mit genügender Genauigkeit und schneller Einstellzeit zu arbeiten. Insbesondere hinsichtlich des allgemeinen Bestrebens, die Größe und den Leistungsverbrauch mobiler Geräte zu reduzieren, stellt dies eine Hauptschwierigkeit herkömmlicher analoger AGC-Einrichtungen dar. Often, AGC devices are analog circuits that receive an analog signal and generate a gain control signal for a variable gain amplifier to amplify the signal. An example of a WLAN receiver with an analog AGC device 210 is shown in FIG. 2, where an analog-to-digital converter (ADC) 220 and a digital signal processing device (DSP) 230 are arranged behind the AGC device 210 . However, conventional analog AGC devices typically require a complex subunit structure to operate with sufficient accuracy and fast response time. Particularly with regard to the general desire to reduce the size and power consumption of mobile devices, this is a major problem with conventional analog AGC devices.

Weitere AGC-Einrichtungen mögen existieren, die digitale Einrichtungen zum Berechnen des AGC-Steuersignals umfassen. Ein Beispiel ist in Fig. 3 angegeben, wo die AGC-Einrichtung 310 zwischen der ADC-Einrichtung 300 und der DSP-Einrichtung 230 gelegen ist. Weiterhin ist ein (nicht gezeigter) Verstärker vor der ADC-Einrichtung 300 gelegen, der steuerbar sein muss, da andernfalls die Gesamtperformance des Empfängers signifikant abnehmen würde. Die in Fig. 3 gezeigten Einheiten fügen jedoch typischerweise infolge der Quantisierung ihrer internen Werte und der entsprechenden Quantisierung des AGC-Steuersignals eine Art Oszillation zu dem Ausgabesignal des variablen Verstärkers hinzu. Die Oszillation kann die korrekte Auswertung des verstärkten Signals behindern. Other AGC devices may exist that include digital devices for computing the AGC control signal. An example is given in FIG. 3, where the AGC device 310 is located between the ADC device 300 and the DSP device 230 . Furthermore, an amplifier (not shown) is located in front of the ADC device 300 , which must be controllable, since otherwise the overall performance of the receiver would decrease significantly. However, the units shown in Figure 3 typically add some type of oscillation to the variable amplifier output signal due to the quantization of their internal values and the corresponding quantization of the AGC control signal. The oscillation can hinder the correct evaluation of the amplified signal.

Somit sind herkömmliche schnurlose Geräte, insbesondere aber nicht ausschließlich solche mit einer AGC-Einrichtung, teure hochqualitative Geräte, da sie in einer komplexen Struktur aufgebaut sein müssen, um einen präzisen Ausgabesignalpegel mit schneller Einstellzeit bereitzustellen. Eine Verminderung der Erfordernisse bezüglich der erzielbaren Genauigkeit und Einstellzeit würde jedoch sowohl die Systemperformance als auch die Zuverlässigkeit des WLAN-Systems verringern. Thus, conventional cordless devices are, but especially not only those with an AGC device, expensive, high-quality devices, because they have to be built in a complex structure to be precise Provide output signal level with fast response time. A Reduction of the requirements regarding the achievable accuracy and Response time would, however, affect both the system performance and the Reduce the reliability of the WLAN system.

ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION

Eine verbesserte Signalverarbeitungstechnik in einem WLAN-Empfänger wird bereitgestellt, die unter Verwendung vereinfachter Hardware-Komponenten realisiert werden kann, ohne die Genauigkeit unangemessen zu verringern. An improved signal processing technology in a WLAN receiver is provided using simplified hardware components can be realized without unduly reducing the accuracy.

In einer Ausgestaltung wird ein WLAN-Empfänger bereitgestellt, der eine Leistungsnormierungseinrichtung aufweist, die verbunden ist, um ein Eingangssignal mit einer Signalleistung innerhalb eines gegebenen Leistungsbereichs zu empfangen. Die Leistungsnormierungseinrichtung kann ein Ausgabesignal ausgeben, das aus dem Eingangssignal durch Anwendung einer von wenigstens zwei verschiedenen Leistungsnormierungsfunktionen auf das Eingangssignal erlangt worden ist. Die Leistungsnormierungseinrichtung umfasst eine Leistungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Signalleistung und eine Funktionsauswahleinrichtung zum Bestimmen eines von wenigstens zwei Unterbereichen des Leistungsbereichs. Der bestimmte Unterbereich enthält die Signalleistung. Die Funktionsauswahleinrichtung ist weiterhin eingerichtet zum Auswählen einer der wenigstens zwei Leistungsnormierungsfunktionen abhängig von dem bestimmten Unterbereich. In one embodiment, a WLAN receiver is provided that has a Has power standardization device which is connected to a Input signal with a signal power within a given Performance range. The power standardization device can output an output signal from the input signal by application one of at least two different performance normalization functions has been obtained on the input signal. The Power standardization device comprises a power determination device for Determine the signal power and a function selector for Determine one of at least two subranges of the performance range. The specific sub-area contains the signal power. The The function selection device is also set up to select one of the at least two performance normalization functions depending on the certain sub-area.

In einer anderen Ausgestaltung kann ein integrierter Schaltkreischip zum Durchführen einer Leistungsnormierung in einem WLAN-Empfänger bereitgestellt werden. Der integrierte Schaltkreischip besitzt eine Leistungsnormierungsschaltung, die ein Eingangssignal mit einer Signalleistung innerhalb eines gegebenen Leistungsbereichs empfängt. Die Leistungsnormierungsschaltung kann ein Ausgabesignal ausgeben, das aus dem Eingangssignal durch Anwendung einer von wenigstens zwei verschiedenen Leistungsnormierungsfunktionen auf das Eingangssignal erlangt worden ist. Die Leistungsnormierungsschaltung umfasst eine Leistungsbestimmungsschaltung zum Bestimmen der Signalleistung und eine Funktionsauswahlschaltung zum Bestimmen eines von wenigstens zwei Unterbereichen des Leistungsbereichs. Der bestimmte Unterbereich enthält die Signalleistung. Die Funktionsauswahlschaltung ist weiterhin eingerichtet zum Auswählen einer der wenigstens zwei Leistungsnormierungsfunktionen abhängig von dem bestimmten Unterbereich. In another embodiment, an integrated circuit chip for Performing performance standardization in a WLAN receiver to be provided. The integrated circuit chip has one Power normalization circuit that provides an input signal with a signal power within a given power range. The Power normalization circuit can output an output signal, which from the Input signal using one of at least two different ones Power normalization functions on the input signal has been obtained. The power normalization circuit includes one Power determination circuit for determining the signal power and a Function selection circuit for determining one of at least two sub-areas of the Power range. The specific sub-area contains the signal power. The Function selection circuit is also set up to select one of the at least two performance normalization functions depending on the certain sub-area.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Verfahren zum Durchführen einer Leistungsnormierung in einem WLAN-Empfänger bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines Eingangssignals mit einer Signalleistung innerhalb eines gegebenen Leistungsbereichs, das Bestimmen der Signalleistung, das Bestimmen eines von wenigstens zwei Unterbereichen des Leistungsbereichs, wobei der bestimmte Unterbereich die bestimmte Signalleistung enthält, das Auswählen einer der wenigstens zwei Leistungsnormierungsfunktionen abhängig von dem bestimmten Unterbereich und das Ausgeben eines Ausgabesignals, das aus dem Eingangssignal durch Anwendung der ausgewählten Leistungsnormierungsfunktion auf das Eingangssignal erlangt worden ist. In a further embodiment, a method for carrying out a Performance standardization provided in a WLAN receiver. The procedure includes receiving an input signal with signal power within a given performance range, determining the Signal power, determining one of at least two sub-areas of the Power range, with the particular subrange the particular Includes signal power, selecting one of the at least two Performance normalization functions depending on the particular subrange and that Output an output signal that is derived from the input signal Application of the selected performance standardization function to the Input signal has been obtained.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die beigefügten Zeichnungen sind in die Beschreibung eingefügt und bilden einen Teil derselben zum Zwecke der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Zeichnungen sind nicht als die Erfindung nur auf die verdeutlichten und beschriebenen Beispiele, wie die Erfindung gemacht und verwendet werden kann, beschränkend zu verstehen. Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden und genauereren Beschreibung der Erfindung ersichtlich werden, wie in den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, in denen: The accompanying drawings are incorporated in and form the description part of the same for the purpose of explaining the principles of Invention. The drawings are not intended as the invention only on the illustrated and described examples of how the invention was made and can be used to understand restrictively. Other features and Benefits will become apparent from the following and more detailed description of the Invention will be apparent as in the accompanying drawings clarifies in which:

Fig. 1 ein WLAN-System verdeutlicht; Fig. 1 shows a WLAN system illustrated;

Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das einen herkömmlichen WLAN- Empfänger mit einer analogen AGC-Einrichtung verdeutlicht; Fig. 2 is a block diagram illustrating a conventional WLAN receiver with an analog AGC device;

Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das einen WLAN-Empfänger mit einer digitalen AGC-Einrichtung verdeutlicht; Fig. 3 is a block diagram of a digital AGC device illustrating a wireless receiver;

Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, das einen WLAN-Empfänger gemäß einer Ausgestaltung verdeutlicht; Fig. 4 is a block diagram illustrating a wireless receiver according to an embodiment;

Fig. 5 die Komponenten einer Leistungsnormierungseinrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung verdeutlicht; 5 illustrates the components of a power standardization device according to a first embodiment;

Fig. 6 die Komponenten einer Leistungsnormierungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung verdeutlicht; 6 illustrates the components of a power standardization device according to a second embodiment;

Fig. 7 die Komponenten einer Approximierungseinrichtung gemäß einer Ausgestaltung verdeutlicht; FIG. 7 shows the components of a Approximierungseinrichtung illustrates an embodiment according;

Fig. 8 ein Diagramm ist, das verdeutlicht, wie die reziproke Quadratwurzelfunktion durch einen ersten Satz linearer Funktionen approximiert wird; Figure 8 is a diagram illustrating how the reciprocal square root function is approximated by a first set of linear functions;

Fig. 9 ein Diagramm ist, das verdeutlicht, wie die reziproke Quadratwurzelfunktion durch einen zweiten Satz linearer Funktionen approximiert wird; Figure 9 is a diagram illustrating how the reciprocal square root function is approximated by a second set of linear functions;

Fig. 10 ein Flussdiagramm ist, das den Prozess des Betriebs eines WLAN- Empfängers gemäß einer Ausgestaltung verdeutlicht; und FIG. 10 is a flow diagram illustrating the process of operating a wireless receiver according to an embodiment; and

Fig. 11 ein Flussdiagramm ist, das den Prozess des Durchführens einer Leistungsnormierung gemäß einer Ausgestaltung verdeutlicht. Fig. 11 is a flow chart illustrating the process of performing a power normalization according to one embodiment.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die verdeutlichenden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden, in denen gleiche Elemente und Strukturen durch gleiche Bezugszeichen angegeben sind. The illustrative embodiments of the present invention will are explained with reference to the drawings, in which like elements and structures are indicated by the same reference numerals.

Wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 4 Bezug genommen, die einen WLAN-Empfänger gemäß einer Ausgestaltung verdeutlicht, so wird eine Leistungsnormierungseinrichtung (PNO) 400 zwischen dem Analog-zu- Digital-Wandler 220 und der Digitalsignalverarbeitungseinrichtung 230 bereitgestellt. Der Zweck der Leistungsnormierungseinrichtung 400 besteht darin, Ungenauigkeiten der automatischen Gainsteuereinrichtung 210 zu kompensieren. Normalerweise kann durch die Verwendung der automatischen Gainsteuereinrichtung 210 der dynamische Bereich des Analog-zu-Digital- Wandlers 220 in optimaler Weise verwendet werden. Wenn jedoch die automatische Gainsteuereinrichtung 210 ungenau arbeitet, kann die Leistungsnormierungseinrichtung 400 einen richtigen Betrieb der digitalen Verarbeitungseinrichtung 230 selbst dann erzielen, wenn der Analog-zu- Digital-Wandler 220 von der automatischen Gainsteuereinrichtung 210 in nicht optimaler Weise angesteuert wird. Dies kann wichtig sein, um die optimalen Bitbreiten, Schwellenwerte etc. zu berechnen. If reference is now made to the drawings and in particular to FIG. 4, which illustrates a WLAN receiver according to one embodiment, a power normalization device (PNO) 400 is provided between the analog-to-digital converter 220 and the digital signal processing device 230 . The purpose of the power normalization device 400 is to compensate for inaccuracies in the automatic gain control device 210 . Normally, by using the automatic gain controller 210, the dynamic range of the analog-to-digital converter 220 can be used in an optimal manner. However, if the automatic gain control device 210 is operating inaccurately, the power normalization device 400 can achieve correct operation of the digital processing device 230 even if the analog-to-digital converter 220 is not optimally controlled by the automatic gain control device 210 . This can be important in order to calculate the optimal bit widths, threshold values etc.

Wie unten in weiteren Einzelheiten diskutiert werden wird, wendet die Leistungsnormierungseinrichtung 400 wenigstens zwei verschiedene Leistungsnormierungsfunktionen an, die auf Grundlage der Signalleistung des empfangenen Eingangssignals ausgewählt werden. Das bedeutet, dass obwohl eine Leistungsnormierung normalerweise eine aufwendige Berechnungsschaltung zum Berechnen einer reziproken Quadratwurzelfunktion

erfordern würde, dies durch die Approximierung der reziproken Quadratwurzelfunktion in wenigstens zwei Unterbereichen des Leistungsbereichs des Eingangssignals vermieden werden kann. Dies wird unten unter Bezugnahme auf die Diagramme der Fig. 8 und 9 in weiteren Details diskutiert werden. As will be discussed in more detail below, the power normalizer 400 employs at least two different power normalization functions that are selected based on the signal power of the received input signal. This means that although performance normalization is normally a complex calculation circuit for calculating a reciprocal square root function

would require, this can be avoided by approximating the reciprocal square root function in at least two sub-ranges of the power range of the input signal. This will be discussed in more detail below with reference to the diagrams of Figures 8 and 9.

Wird zunächst zu Fig. 5 übergegangen, so ist eine erste Ausgestaltung der Leistungsnormierungseinrichtung 400 gezeigt. Die Leistungsnormierungseinrichtung 400 umfasst eine Datenabtasteinrichtung 500 zum Erzeugen von Datensamples des empfangenen Eingangssignals. Da das Eingangssignal von dem Analog-zu-Digital-Wandler 220 empfangen wird, ist das Eingangssignal ein digitales Signal. In einer anderen Ausgestaltung kann das Eingangssignal ein analoges Signal sein und die Datenabtasteinrichtung 500 würde dann verwendet werden, um das Signal zu digitalisieren. Is passed first to Fig. 5, a first embodiment of the power normalization unit 400 is shown. The power normalization device 400 comprises a data sampling device 500 for generating data samples of the received input signal. Since the input signal is received by the analog-to-digital converter 220 , the input signal is a digital signal. In another embodiment, the input signal may be an analog signal and the data sampler 500 would then be used to digitize the signal.

Die von der Datenabtasteinrichtung 500 erzeugten Datensamples werden an eine Interpolationseinrichtung 510 geleitet, die eine lineare Interpolation anwendet. Genau gesagt bestimmt die Interpolationseinrichtung 510 den Unterbereich des gesamten Leistungsbereichs, zu dem das Eingabedatensample gehört, wählt eine lineare Interpolationsfunktion aus, die dem bestimmten Unterbereich zugeordnet ist, und wendet die ausgewählte lineare Interpolationsfunktion an, um einen Normierungsfaktor zu bestimmen. Der bestimmte Normierungsfaktor wird dann an den Multiplizierer 520 geleitet, um den Datensample mit dem Normierungsfaktor zu multiplizieren. Das Multiplikationsergebnis ist das normierte Eingangssignal und wird an die digitale Signalverarbeitungseinrichtung 230 geleitet. The data samples generated by the data sampler 500 are passed to an interpolation device 510 which uses linear interpolation. Specifically, the interpolator 510 determines the subrange of the entire power range to which the input data sample belongs, selects a linear interpolation function associated with the particular subrange, and applies the selected linear interpolation function to determine a normalization factor. The determined normalization factor is then passed to multiplier 520 to multiply the data sample by the normalization factor. The multiplication result is the normalized input signal and is sent to the digital signal processing device 230 .

Eine andere Ausgestaltung der Leistungsnormierungseinrichtung 400 ist in Fig. 6 gezeigt. In dieser Ausgestaltung empfängt die Leistungsnormierungseinrichtung sowohl den Realteil als auch den Imaginärteil des Eingangssignals. Aus beiden Teilen wird mittels der Multiplizierer 600, 610 separat das Quadrat berechnet, die jeweils das entsprechende Signal zweimal empfangen, um es mit sich selbst zu multiplizieren. Die Ausgaben beider Multiplizierer 600, 610 werden vom Addierer 620 aufsummiert, was zu einem Wert führt, der die Energie oder Leistung des komplexen Datensamples angibt. Dieser Wert wird dann an einen Integrator 630 geleitet, um eine Integration über eine Anzahl von Datensamples durchzuführen. Another embodiment of the power standardization device 400 is shown in FIG. 6. In this embodiment, the power standardization device receives both the real part and the imaginary part of the input signal. The square is calculated separately from both parts by means of multipliers 600 , 610 , each of which receives the corresponding signal twice in order to multiply it by itself. The outputs of both multipliers 600 , 610 are summed by adder 620 , resulting in a value that indicates the energy or performance of the complex data sample. This value is then passed to an integrator 630 to perform integration over a number of data samples.

In der vorliegenden Ausgestaltung mittelt der Integrator 630 über 22 oder 88 komplexe Datensamples. Wenn der Start eines Rahmens in dem empfangenen Datenstrom noch nicht detektiert worden ist, mittelt der Integrator 630 über 22 Samples, was gleich der Anzahl von Samples pro Barker-Symbol ist. Die Mittlung über 22 Datensamples kann in einer hinreichend kurzen Zeit durchgeführt werden, um eine kurze Einstellzeit zu ermöglichen, ohne die Genauigkeit unangemessen zu verringern. Ist der Start des Rahmens einmal detektiert, z. B. durch Detektion eines spezifischen Rahmenstartbegrenzers in dem empfangenen Datenstrom, so wird der Integrator 630 umgeschaltet, um über 88 Samples zu mitteln. Dies wird die Genauigkeit der Leistungsnormierung und somit die Genauigkeit der gesamten Datenverarbeitung erhöhen. In the present embodiment, the integrator 630 averages over 22 or 88 complex data samples. If the start of a frame in the received data stream has not yet been detected, the integrator 630 averages over 22 samples, which is equal to the number of samples per Barker symbol. The averaging over 22 data samples can be carried out in a sufficiently short time to allow a short response time without unduly reducing the accuracy. Once the start of the frame is detected, e.g. B. by detection of a specific frame start delimiter in the received data stream, the integrator 630 is switched to average over 88 samples. This will increase the accuracy of performance normalization and thus the accuracy of all data processing.

Es ist anzumerken, dass jede andere Anzahl von Datensamples in anderen Ausgestaltungen verwendet werden kann, so dass von den hier verwendeten Anzahlen von 22 und 88 abgewichen wird. Während willkürliche Anzahlen verwendet werden können, können weitere Ausgestaltungen die Anzahl von zu mittelnden Datensamples nach Detektion des Starts des Rahmens so wählen, dass sie ein Vielfaches der Anzahl von zuvor gemittelter Datensamples ist. It should be noted that any other number of data samples is in another Refinements can be used so that of those used here Numbers of 22 and 88 are deviated. During arbitrary numbers can be used, further configurations can be the number of to average data samples after detection of the start of the frame choose to be a multiple of the number of previously averaged Is data samples.

Wird nun zu Fig. 6 zurückgegangen, so wird die gemittelte Energie oder Leistung, die vom Integrator 630 ausgegeben wird, im Multiplizierer 640 mit einem Faktor multipliziert, der von der Anzahl von Datensamples abhängen kann, die in dem Integrator 630 zum Mitteln der Datensamples verwendet worden ist. In der Ausgestaltung von Fig. 6 beträgt der im Multiplizierer 630 verwendete Faktor 0,5, wenn die Integration über 22 Samples erfolgt ist, wohingegen der Faktor 0,125 beträgt, wenn die Integration über 88 Samples erfolgt ist. Der Zweck des Multiplizierens der Ausgabe des Integrators 630 mit diesem Faktor besteht darin, zu einem Wert zu gelangen, der die mittlere Leistung von 22 realen (oder imaginären) Samples darstellt, jedoch nicht die mittlere Leistung der komplexen Datensamples. Returning now to FIG. 6, the averaged energy or power output by integrator 630 is multiplied in multiplier 640 by a factor that may depend on the number of data samples used in integrator 630 to average the data samples has been. In the embodiment of FIG. 6, the factor used in multiplier 630 is 0.5 if the integration has been carried out over 22 samples, whereas the factor is 0.125 if the integration has been carried out over 88 samples. The purpose of multiplying the output of integrator 630 by this factor is to arrive at a value that represents the average performance of 22 real (or imaginary) samples, but not the average performance of the complex data samples.

Die Ausgabe des Multiplizierers 640 wird dann einer Approximierungseinrichtung 650 zugeleitet, die die reziproke Quadratwurzelfunktion durch eine Anzahl von Leistungsnormierungsfunktionen approximiert, die leicht berechnet werden können. Der Normierungsfaktor, der durch Anwendung der Approximierungsfunktion auf die mittlere Leistung erlangt wird, wird dann in den Multiplizierern 660, 670 verwendet, um normierte Realteile und Imaginärteile des Eingangssignals zu erhalten. The output of multiplier 640 is then passed to an approximation device 650 which approximates the reciprocal square root function by a number of power normalization functions that can be easily calculated. The normalization factor, which is obtained by applying the approximation function to the average power, is then used in the multipliers 660 , 670 in order to obtain normalized real parts and imaginary parts of the input signal.

Fig. 7 verdeutlicht die Komponenten der Approximierungseinrichtung 650 in weiteren Einzelheiten. Die gemittelte Leistung, die vom Multiplizierer 640 empfangen wird, wird fünf Komparatoren 710-750 zugeführt, um den Unterbereich zu bestimmen, in den die gemittelte Leistung fällt. Es ist anzumerken, dass der Leistungsbereich am Ausgang des Analog-zu-Digital- Wandlers 220 bereits auf einen gegebenen Leistungsbereich eingeschränkt ist, da die automatische Gainsteuereinrichtung 210 bereits eine anfängliche Steuerung durchführt. Die Breite des gegebenen Leistungsbereichs kann daher von der Genauigkeit der automatischen Gainsteuereinrichtung 210 abhängen. Fig. 7 shows the components of the Approximierungseinrichtung 650 illustrated in further detail. The averaged power received by multiplier 640 is applied to five comparators 710-750 to determine the subrange into which the averaged power falls. It should be noted that the power range at the output of the analog-to-digital converter 220 is already limited to a given power range, since the automatic gain control device 210 is already performing an initial control. The width of the given power range may therefore depend on the accuracy of the automatic gain controller 210 .

In der vorliegenden Ausgestaltung kann der gegebene Leistungsbereich in die folgenden sechs Unterbereiche [x_i, x_i+1] unterteilt werden:

In the present embodiment, the given power range can be divided into the following six sub-ranges [x _i , x _{i + 1} ]:

Der Leistungsbereich wird so in Unterbereiche unterteilt, dass die reziproke Quadratwurzelfunktion durch sechs lineare Funktionen approximiert werden kann, was zu einer Abweichung von der realen Funktion um nicht mehr als 0,5 dB führt. Es ist anzumerken, dass die Randwerte der Unterbereiche gemäß den Bitbreiten der Komparatoren 710-750 quantisiert sein können. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die Anzahl von Unterbereichen erhöht werden kann, um die Genauigkeit der Approximation zu erhöhen. The power range is divided into sub-ranges so that the reciprocal square root function can be approximated by six linear functions, which leads to a deviation from the real function by no more than 0.5 dB. It should be noted that the boundary values of the sub-areas can be quantized according to the bit widths of the comparators 710-750 . In addition, it should be noted that the number of sub-areas can be increased to increase the accuracy of the approximation.

Da in der vorliegenden Ausgestaltung sechs Unterbereiche verwendet werden, umfasst die Approximierungseinrichtung 650 fünf Komparatoren 710-750, d. h. einen weniger als die Anzahl der Unterbereiche. Ist der Unterbereich, in den die gemessene Leistung fällt, einmal bestimmt, so kann die Approximierungseinrichtung 650 die Multiplexer 760, 780 steuern, um die korrekten Funktionskoeffizienten auszuwählen, um eine lineare Interpolation unter Verwendung des Multiplizierers 770 und des Addierers 790 durchzuführen, um die jeweilige lineare Funktion anzuwenden, bei der x proportional zur Eingangsleistung und y proportional zum zu verwendenden Normierungsfaktor ist:

Since six sub-areas are used in the present embodiment, the approximation device 650 comprises five comparators 710-750, ie one less than the number of sub-areas. Once the sub-range into which the measured power falls is determined, the approximation means 650 can control the multiplexers 760 , 780 to select the correct function coefficients to perform linear interpolation using the multiplier 770 and adder 790 to determine the respective one Apply linear function, where x is proportional to the input power and y is proportional to the normalization factor to be used:

Die lineare Approximation in jedem der Unterbereiche wird in den Fig. 8 und 9 verdeutlicht. Diese Figuren sind Diagramme, die die reziproke Quadratwurzelfunktion zusammen mit den oben aufgelisteten linearen Funktionen zeigen. Wie aus diesen Diagrammen ersichtlich ist, kann die reziproke Quadratwurzelfunktion akkurat approximiert werden, wodurch das Erfordernis der Bereitstellung einer Schaltung zum Berechnen der realen Quadratwurzelfunktion und Invertieren dieses numerischen Ergebnisses vermieden wird. The linear approximation in each of the sub-areas is illustrated in FIGS. 8 and 9. These figures are diagrams showing the reciprocal square root function along with the linear functions listed above. As can be seen from these diagrams, the reciprocal square root function can be approximated accurately, avoiding the need to provide a circuit for calculating the real square root function and inverting this numerical result.

In den oben beschriebenen Ausgestaltungen wird die Leistungsnormierung durchgeführt, solange ein Präambelabschnitt in dem hereinkommenden Datenstrom empfangen wird. Ist der Normierungsfaktor einmal bestimmt, kann dieser Faktor für den Rest des Rahmens verwendet werden. In einer anderen Ausgestaltung kann die Leistungsnormierung kontinuierlich während des gesamten Rahmens durchgeführt werden. In the configurations described above, the performance standardization performed as long as a preamble section in the incoming Data stream is received. Once the normalization factor has been determined, this factor can be used for the rest of the frame. In another The performance standardization can be carried out continuously during the design entire framework.

Wird nun zu Fig. 10 übergegangen, so ist ein Flussdiagramm gezeigt, das den Prozess des Betriebs des WLAN-Empfängers gemäß einer der obigen Ausgestaltungen verdeutlicht. Im Schritt 1000 wird ein analoges Eingangssignal empfangen, das dann unter Gainsteuerung durch die automatische Gainsteuereinrichtung 210 verstärkt wird (Schritt 1010). Das verstärkte Signal wird im Schritt 1020 vom Analog-zu-Digital-Wandler 220 digitalisiert und das digitalisierte Signal im Schritt 1030 unter Verwendung der Leistungsnormierungseinrichtung 400 normiert. Schließlich wird das normierte Signal im Schritt 1040 ausgegeben. Turning now to FIG. 10, a flowchart is shown illustrating the process according to the operation of the wireless receiver of the above embodiments. In step 1000 , an analog input signal is received, which is then amplified under gain control by the automatic gain control device 210 (step 1010 ). The amplified signal is digitized in step 1020 by the analog-to-digital converter 220 and the digitized signal is standardized in step 1030 using the power standardization device 400 . Finally, the normalized signal is output in step 1040 .

Der Schritt 1030 des Normierens des digitalen Signals wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 in weiteren Einzelheiten verdeutlicht. Zunächst wird die Leistung (oder Energie) in Schritt 1100 gemessen, z. B. durch Mittelung über eine Anzahl komplexer Datensamples. Dann wird der Unterbereich, in den die gemessene Leistung fällt, in Schritt 1110 bestimmt. Schließlich wird die Approximation der reziproken Quadratwurzelfunktion in Schritt 1120 angewendet, um den Normierungsfaktor zu erhalten. Step 1030 of normalizing the digital signal is clarified in more detail with reference to FIG. 11. First, the power (or energy) is measured in step 1100 , e.g. B. by averaging over a number of complex data samples. Then the sub-range in which the measured power falls is determined in step 1110 . Finally, the approximation of the reciprocal square root function in step 1120 is applied to obtain the normalization factor.

Somit verwenden die obigen Ausgestaltungen eine analoge automatische Gainsteuereinrichtung 210 und eine digitale Leistungsnormierungseinrichtung 400 in einer Weise, dass die Anzahl der Hardware-Komponenten reduziert wird, die zur Durchführung der jeweiligen Funktionen benötigt werden, und zur selben Zeit eine kurze Einstellzeit erzielt wird, ohne die Genauigkeit der gesamten Datenverarbeitungsfunktion zu vermindern. Da der Bereich der Ausgabeleistung der analogen automatischen Gainsteuereinrichtung 210allgemein bekannt ist, kann die lineare Interpolation auf diesem Bereich beschränkt werden, was zu nochmals weniger Hardware-Komponenten führt. Darüber hinaus können durch Unterteilung des Leistungsbereichs und Anwendung von Leistungsnormierungsfunktionen abhängig von dem jeweiligen Unterbereich vereinfachte Schaltungen verwendet werden, indem die Berechnung der reziproken Quadratwurzelfunktion vermieden wird. Thus, the above configurations use an analog automatic gain controller 210 and a digital power normalizer 400 in such a way that the number of hardware components required to perform the respective functions is reduced and at the same time a short adjustment time is achieved without which To decrease accuracy of the entire data processing function. Since the range of output power of the analog automatic gain control device 210 is generally known, the linear interpolation can be restricted to this range, which leads to even fewer hardware components. In addition, by dividing the power range and applying power normalization functions depending on the respective sub-range, simplified circuits can be used by avoiding the calculation of the reciprocal square root function.

Der WLAN-Empfänger der obigen Ausgestaltungen ist IEEE-802.11b-gemäß. Darüber hinaus können die obigen Ausgestaltungen in einem integrierten Schaltkreischip wie etwa einem solchen, der in Computerchipsätzen verwendet wird, realisiert werden. The WLAN receiver of the above configurations is compliant with IEEE 802.11b. In addition, the above configurations can be integrated Circuit chip such as that used in computer chipsets is used to be realized.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf physikalische Ausgestaltungen beschrieben worden ist, die in Übereinstimmung damit konstruiert worden sind, wird Fachleuten ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen, Variationen und Verbesserungen der Erfindung im Lichte der obigen Lehren und innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche gemacht werden können, ohne von der Idee und dem beabsichtigten Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich sind solche Bereiche, in denen davon ausgegangen wird, dass sich Fachleute auskennen, hier nicht beschrieben worden, um die hier beschriebene Erfindung nicht unnötig zu verschleiern. Es ist demgemäß zu verstehen, dass die Erfindung nicht durch die spezifisch verdeutlichten Ausgestaltungen sondern nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt wird. While the invention with reference to physical configurations which has been constructed in accordance therewith it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, Variations and improvements of the invention in light of the above teachings and are made within the scope of the appended claims can without the idea and the intended scope of the invention departing. In addition, such areas are assumed is that experts are not described here in order to not unnecessarily obscure the invention described herein. It is accordingly understand that the invention is not specifically illustrated by that Embodiments but only by the scope of the appended claims is restricted.

Claims

1. A wireless local area network (WLAN) receiver with a power normalizer ( 400 ) connected to receive an input signal having signal power within a given power range, the power normalizer being able to output an output signal obtained from the input signal by applying one of at least two different power normalization functions to the input signal, the power normalization device comprising:
power determining means ( 510 , 600-640 ) for determining the signal power; and
function selection means ( 510 , 650 ) for determining one of at least two subranges of the power range, the particular subrange including the signal power, and for selecting one of the at least two power normalization functions depending on the determined subrange.

2. WLAN receiver according to claim 1, wherein the at least two Power normalization functions linear functions with predetermined Are function coefficients.

3. WLAN receiver according to claim 1, wherein each of the at least two Performance normalization functions is chosen to be a reciprocal Square root function in one of the at least two sub-areas approximate.

4. WLAN receiver according to claim 1, wherein the power determination means comprises a square calculation means ( 600 , 610 ) for forming the square of the input signal.

The WLAN receiver of claim 4, wherein the square computing means comprises a multiplier ( 600 , 610 ) that receives the input signal twice to form the square of the input signal.

6. WLAN receiver according to claim 1, wherein the power determination device comprises an average value calculation device ( 630 ) for averaging over a predetermined number of input signal samples.

7. WLAN receiver according to claim 6, wherein the predetermined number of Input signal samples equal to the number of samples in a Barker Symbol is selected.

8. WLAN receiver according to claim 7, wherein the number of samples in a Barker symbol is twenty-two.

9. WLAN receiver according to claim 6, wherein the predetermined number of Input signal samples equal to a multiple of the number of Samples is selected in a Barker symbol.

10. WLAN receiver according to claim 9, wherein the predetermined number of Input signal samples as four times the number of samples in a Barker symbol is selected.

11. WLAN receiver according to claim 6, wherein the Average value calculation device can be switched between two different predetermined ones Number of input signal samples used for averaging be used.

12. The WLAN receiver of claim 11, further comprising:
a frame detection device for detecting the start of a frame in the input signal,
wherein the mean calculation device is configured to average over a first predetermined number of input signal samples before the frame detection device has detected the start of a frame and for averaging over a second predetermined number of input signal samples after the frame detection device has detected the start of the frame, the first predetermined Number is different from the second predetermined number.

13. WLAN receiver according to claim 12, wherein the second predetermined Number is greater than the first predetermined number.

14. The WLAN receiver of claim 13, wherein the second predetermined Number greater than the first predetermined number by a factor of four is.

15. WLAN receiver according to claim 1, wherein the Power determination device is set up to separately determine a first and a second signal power of the input signal, the first Signal power the real part of the input signal and the second Signal power affects the imaginary part of the input signal.

16. The WLAN receiver according to claim 15, wherein the power determination device comprises an adder ( 620 ) for calculating the sum of the first signal power and the second signal power.

17. The WLAN receiver of claim 1, wherein the power determining means comprises a data sampler ( 500 ) for sampling incoming data to generate the input signal.

18. WLAN receiver according to claim 1, wherein the Power determination device and the function selection device are set up for Determine the signal power and select one of the Performance normalization functions as long as a preamble section of the Input signal is received, and to leave the selected performance normalization function for the rest of the framework.

19. WLAN receiver according to claim 1, wherein the Power determination device and the function selection device are set up to continuously throughout the length of a frame of the Input signal to be operated.

20. WLAN receiver according to claim 1, wherein the Power standardization device is set up to apply one Power normalization function on the input signal by obtaining a Normalization factor and multiplying the input signal by Normalization factor.

21. WLAN receiver according to claim 1, wherein the power normalization device is configured to receive the input signal from an analog-to-digital converter ( 220 ), which digitizes the output signal of an automatic gain control device ( 210 ).

22. WLAN receiver according to claim 1, wherein the power normalization device is set up for outputting the output signal to a digital signal processing device ( 230 ) of the WLAN receiver.

23. The WLAN receiver of claim 1, wherein:
the function selector is configured to determine a first predetermined number of subranges of the power range, the first predetermined number being an integer of at least two; and
the function selector comprises a second predetermined number of comparators ( 710-750 ), the second predetermined number being equal to the first predetermined number minus one.

24. The WLAN receiver of claim 23, wherein the first predetermined Number is six and the second predetermined number is five.

25. WLAN receiver according to claim 1, wherein the number of different Performance standardization functions by the Power normalization device is used to select an error in the To keep output signal below a given limit.

26. WLAN receiver according to claim 25, wherein the limit is equal to 0.5 dB.

27. WLAN receiver according to claim 1, namely an IEEE 802.11b compliant Receiver.

28. An integrated circuit chip for performing power normalization in a wireless local area network (WLAN) receiver, the integrated circuit chip having a power normalization circuit ( 400 ) that receives an input signal having signal power within a given power range, wherein the power normalization circuit is capable of outputting an output signal obtained from the input signal by applying one of at least two different power normalization functions to the input signal, the power normalization circuit comprising:
a power determination circuit ( 510 , 600-640 ) for determining the signal power; and
a function selection circuit ( 510 , 650 ) for determining one of at least two subranges of the power range, the determined subrange including the signal power, and for selecting one of the at least two power normalization functions depending on the determined subrange.

29. A method for performing a performance standardization in a WLAN receiver (WLAN: wireless local area network), the method comprising:
Receiving ( 1000-1020 ) an input signal having signal power within a given power range;
Determining ( 1100 ) the signal power;
Determining ( 1110 ) one of at least two subranges of the power range, the determined subrange including the determined signal power;
Selecting ( 1120 ) one of the at least two performance normalization functions depending on the particular subrange; and
Output ( 1120 , 1040 ) the output signal obtained from the input signal by applying the selected power normalization function to the input signal.

30. The method of claim 29, wherein the at least two Power normalization functions linear functions with predetermined Are function coefficients.

31. The method of claim 29, wherein each of the at least two Performance normalization functions is chosen to be a reciprocal Square root function in one of the at least two sub-areas approximate.

32. The method of claim 29, wherein the step of determining signal power comprises:
Square the input signal.

33. The method of claim 32, wherein the step of squaring the input signal comprises:
Multiply the input signal by the input signal itself.

34. The method of claim 29, wherein the step of determining signal power comprises:
Averaging over a predetermined number of input signal samples.

35. The method of claim 34, wherein the predetermined number of Input signal samples as the number of samples in a Barker Symbol is selected.

36. The method of claim 35, wherein the number of samples in one Barker symbol is twenty two.

37. The method of claim 34, wherein the predetermined number of Input signal samples as a multiple of the number of samples in a Barker symbol is selected.

38. The method of claim 37, wherein the predetermined number of Input signal samples as four times the number of samples in a Barker symbol is selected.

39. The method of claim 34, wherein the step of averaging over a predetermined number of input signal samples comprises:
Switch between two different predetermined numbers of input signal samples.

40. The method of claim 39, further comprising:
Detecting the start of a frame in the input signal,
wherein the averaging step is arranged to average a first predetermined number of input signal samples before the beginning of a frame has been detected and to average a second predetermined number of input signal samples after the beginning of the frame has been detected, the first predetermined one Number is different from the second predetermined number.

41. The method of claim 40, wherein the second predetermined number is greater than the first predetermined number.

42. The method of claim 41, wherein the second predetermined number is around is a factor of four greater than the first predetermined number.

43. The method of claim 29, wherein the step of determining the Signal power is set up to determine a first one separately and a second signal power of the input signal, the first Signal power the real part of the input signal and the second Signal power affects the imaginary part of the input signal.

44. The method of claim 43, wherein the step of determining signal power comprises:
Calculate the sum of the first signal power and the second signal power.

45. The method of claim 29, wherein the step of determining signal power comprises:
Generate data samples of the incoming data to generate the input signal.

46. The method of claim 29, wherein the steps of determining the Signal power and selecting one of the Power normalization functions are set up to determine signal power and Select one of the performance normalization functions as long as Preamble section of the input signal is received, and for leaving the selected one unchanged Performance normalization function for the rest of the frame.

47. The method of claim 29, wherein the steps of determining the Signal power and selecting one of the Performance normalization functions throughout the length of a frame in the Input signal operated continuously.

48. The method of claim 29, arranged to apply the one Power normalization function on the input signal by obtaining a normalization factor and multiply the input signal by the normalization factor.

49. The method of claim 29, further comprising:
Receiving the input signal from an analog-to-digital converter that digitizes the output signal of an automatic gain control device.

50. The method of claim 29, further comprising:
Outputting ( 1040 ) the output signal to a digital signal processing device of the WLAN receiver.

51. The method of claim 29, wherein the number of different Performance standardization functions by the Power normalization device is used to select an error in the To keep the output signal below a given limit.

52. The method of claim 51, wherein the limit is 0.5 dB.

53. The method of claim 29, namely for performing a Performance standardization in an IEEE 802.11b WLAN Receiver.